描述:
集成 PROFINET 口的 CPU 和 WinAC RTX ，支持开放式 IE 通信。

关于集成 PROFINET 口的 CPU 和 WinAC RTX 所支持的通信服务总览，请参见条目18909487 。此总览包含有关集成 PROFINET 口的 CPU 和 WinAC RTX 所支持的开放式 IE 通信协议的信息。

下列通信块可以用于基于 TCP 协议的开放式通信：

• FB65 "TCON" 用于建立连接
• FB66 "TDISCON" 用于中止连接
• FB63 "TSEND" 用于发送数据
• FB64 "TRCV" 用于接收数据

这些通信块可以在 Standard Library -> Communication Blocks 下找到。 
从标准库中拷贝最新版本的上述通讯块到用户程序中，然后再编写程序中调用它们。
建立 TCP 连接的连接参数保存在一个数据结构中。
本例中，用到 UDT65 "TCON_PAR" 这个数据结构，保存在DB1中并由用户参数化。  注意

• 是 "Open Communication Wizard"以简化连接创建。在条目号98957840.中下载
• 该TCP链接不在NetPro 中组态。

表 01  "OUCW_2" 数据结构保存的连接参数
 

字节	参数	数据类型	描述
0 to 1	block_length	WORD	"OUCW_2" 数据结构长度
2 to 3	id	BYTE	连接标识 值范围： w#16#0001 至 w#16#0FFF 必须在相关块ID中指定该参数。
4	connection_type	BYTE	TCP 协议版本： B#16#11
5	active_est	BOOLEAN	建立连接标识 FALSE：被动建立连接 TRUE：主动建立连接
6	local_device_id	BYTE	通过CPU 315-2 PN/DP集成PN接口通信：B#16#02
7	local_tsap_id_len	BYTE	local_tsap_id 长度 connection_type = B#16#11时可行值：0或2 (主动端：0或2，被动端：2)
8	rem_subnet_id_len	BYTE	当前不可用，参数值B#16#00
9	rem_staddr_len	BYTE	远程连接端点地址长度 0：未指定， 参数rem_staddr 不相关 4： rem_staddr 中有效的IP地址
10	rem_tsap_id_len	BYTE	rem_tsap_id beter参数 connection_type = B#16#11时的可行值：0或2
11	next_staddr	BYTE	next_staddr 长度
12 to 27	local_tsap_id	ARRAY [1..16] of BYTE	本地端口号：2000，例如 local_tsap_id[1] = B#16#7 （十六进制端口号高字节） local_tsap_id[2] = B#16#D0 （十六进制端口号低字节） local_tsap_id[3-16] = B#16#00
28 to 33	rem_subnet_id	ARRAY [1..6] of BYTE	当前不可用，参数值B#16#00
34 to 39	rem_staddr	ARRAY [1..6] of BYTE	远程连接端点IP地址： 192.168.0.30 rem_staddr[1] = B#16#C0 rem_staddr[2] = B#16#A8 rem_staddr[3] = B#16#00 rem_staddr[4] = B#16#1E rem_staddr[5-6] = B#00（保留）
40 to 55	rem_tsap id	ARRAY [1..16] of BYTE	远程连接端点端口号： 2000，例如 local_tsap_id[1] = B#16#7 （十六进制端口号高字节） local_tsap_id[2] = B#16#D0 （十六进制端口号低字节） local_tsap_id[3-16] = B#16#00
56 to 61	next_staddr	ARRAY [1..6] of BYTE	next_staddr[1-6] = B#16#00
62-63	spare	WORD	保留，值W#16#0000.

表 01

例程描述：
S7 程序中包含了对 FB65 "TCON" 的调用和带有建立 TCP 连接的连接参数数据结构"OUCW_2" 创建的DB1 。也包含了来自于 Standard Library -> Communication Blocks 下的 FB63 "TSEND" 和 FB64 "TRCV" 的调用。  FB63 "TSEND" 用于发送数据到 S7 站或 S5 站，以及到 PC 站或到第三方系统. FB64 "TRCV" 用于接收来自其他 S7 站，S5 站，PC 站和第三方系统的数据。

首先为 S7-300 站创建硬件组态。注意配置 MB100 作为时钟存储器。 发送请求由该时钟存储器触发。保存编译 S7-300 站的硬件组态,下载到 CPU。

STEP 7 程序由 OB100，OB1，FB1， DB11，DB1，DB100，DB200 ， FB63，FB64，FB65 和 FB66。

OB100：
OB100 是重启 OB 块，当 CPU 重新启动时 (暖启动) 执行一次.在 OB100 中，第一次通信由 M0.3  触发。

OB1:
OB1 循环调用。 FB1 在 OB1 中被调用 (背景数据块： DB11) ， M0.3作为 INIT_COM 参数，M10.0作为ABORT参数。在 OB1 中调用 FB1结束后， 复位M0.3。

图. 01

FB1:
在 OB1 中调用 FB1。该 FB1 中调用以下功能块：

• FB65 "TCON"
• FB63 "TSEND",
• FB64 "TRCV"
• FB66 "TDISCON"

定义连接ID
你可以随意修改连接ID。修改FB1  network2中的连接ID和你的组态保持一致。连接ID保存在DB11的静态变量中。 
本例中定义连接ID为 "2"。

图. 02 连接建立
通过 FB65"TCON" 的输入参数 "REQ" 的上升沿触发来建立连接。数据块DB11 的背景数据块中集成了带有连接参数的数据结构 "OUCW_2"。
FB65 "TCON" 的输入参数 "CONNECT" 需要指定一个含有连接参数的存储区。
在系统启动时连接建立并保持，直到调用 FB66 "TDISCON" 来断开连接，或让CPU 进入停止模式或关闭电源来断开连接。

图. 03

在 "FB63 "TSEND" 的输入参数 "REQ" 上施加上升沿以触发发送请求。发送任务的触发是由时钟标志 M100.6 和变量 "SEND_BUSY" 来控制的。如果发送任务运行， "C1.SEND_BUSY"  则被置位，无法再触发新的发送请求。
可以为输入参数 "DATA" 指定包含要发送数据的存储区。
并在输入参数 "LEN" 填写要发送的字节数。
本例中发送数据保存在DB100中，向通信伙伴发送100个字节。
输出参数 "DONE", "ERROR" 和 "STATUS" 用于任务评价。

图. 04

如果发送任务成功完成， "SEND_BUSY" 被复位。这时新的发送任务才可以被触发。
如果发送任务执行出错，那么 "SEND_BUSY" 变量同样被复位，FB63 的输出参数 "STATUS" 的值被保存用于错误分析。

图. 05

图. 06

一旦 TCP 连接建立了，就能接收数据。
用输入参数 "DATA" 指定保存接收数据的存储的地址和长度。
本例中接受100个字节并保存在DB200中。

图. 07

输出参数 "NDR" 用于表示已接收到新数据。输出参数 "RCVD_LEN" 表明接收数据的长度，如果数据接收成功，保存参数 "RCVD_LEN"。

图. 08

如果数据未被成功接收，那么输出参数 "STATUS" 可以保存下来并用于评估状态。

图. 09

可以通过 FB66 "TDISCON" 有目的地结束 TCP 连接。在 FB66 "TDISCON" 的输入参数"REQ" 上施加上升沿以请求结束 TCP 连接。

图. 10

注意：

示例程序中TCP 协议用来数据传输，需在数据结构 "OUCW_2"中设定参数 "connection_type" 为 "B#16#11" 。

S7-300 CPUs V2.3 支持 TCP (兼容模式)。如在S7-300 CPU V2.3 中运行示例程序，需在数据结构 "OUCW_2" 中设定参数 "connection_type" 为 "B#16#01" 。

描述
在S7-300 CPU 中通过调用 "RDSYSST" 指令可以读取 IP 地址。 通过 "RDSYSST" 指令可读取部件列表或系统状态列表的部件目录(SSL 或德语的 SZL)。 通过 SSL ID 和 INDEX 指定部件列表或部件列表中一个对象的部件列表目录及类型或者数量。使用SSL ID = 37 (hex) 和 INDEX = 0 (hex) 来读取 S7-300 CPU 的 IP 地址。

图. 01

"RDSYSST" 指令的输入/输出
表 01  "RDSYSST" 指令的输入参数.
  

参数	数据类型	描述
REQ	BOOL	REQ=1: 触发执行
SSL_ID	WORD	将要读取的系统状态列表或部分列表的ID号 SSL_ID=w#16#37: 读取 S7-300 CPU 的 IP 地址
INDEX	WORD	部分列表中对象的类型或编号 INDEX=w#16#0: 读取 S7-300 CPU 的 IP 地址

表 01 

表 02 "RDSYSST"指令的输出参数
 

参数	数据类型	描述
RET_VAL	INT	如果执行中程序出错，RET_VAL 参数会返回故障代码。
BUSY	BOOL	TRUE：读指令尚未执行完毕。
SZL_HEADER	STRUCT	SZL_HEADER 是个结构体。详细结构介绍在"SZL_HEADER 结构体".
DR	ANY	读取SSL的部件列表或SSL部件列表的目录的目标区域。

表 02 

SZL_HEADER 结构体
SZL_Header 输出是按照以下结构定义的一个结构体：

SZL_HEADER:          STRUCT
            LENTHDR:    WORD
            N_DR:            WORD
END_STRUCT

LENTHDR 是SSL 部件列表或 SSL 部件目录的数据记录长度。

• 如果仅读取了SSL部件列表的头信息，N_DR 包含了相关可用的数据记录的数量。
• 否则 N_DR 包含已传送到目标数据区的数据记录数量。

SSL 部件列表的目标区域或读取 SSL 部件列表的目录
本例中读取SSL 部件列表并保存在数据块 DB2 "SZL_VALUE" 的起始地址 0 中。 S7-300 CPU 的 IP 地址由 4 个字节构成，以16进制字节形式存储在 DB2 "SZL_VALUE" 的起始地址 2 中。

图. 02

如果你已经读取到 CPU 的 IP 地址，可在程序中评估。在本例中，IP 地址按照十进制数据保存在数据块 DB1 “DATA”的起始地址 8 中。

图. 03

图. 04

图. 05

图. 06

图. 07

下载
该下载包含项目 "Read_IP_Address.zip".
拷贝 "Read_IP_Address.zip" 文件到一个单独的文件夹然后双击，之后使用 STEP 7 打开。

1.热电偶的概述

1.1 热电偶的工作原理
热电偶和热电阻一样，都是用来测量温度的。
热电偶是将两种不同金属或合金金属焊接起来，构成一个闭合回路，利用温差电势原理来测量温度的，当热电偶两种金属的两端有温度差，回路就会产生热电动势，温差越大，热电动势越大，利用测量热电动势这个原理来测量温度。
结构示意图如下：

图1 热电偶测量结构示意图

注意：如上图所示，热电偶是有正负极性的，所以需要确保这些导线连接到正确的极性，否则将会造成明显的测量误差
为了保证热电偶可靠、稳定地工作，安装要求如下：
① 组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；
② 两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；
③ 补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；
④ 保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离；
⑤ 热电偶对于外界的干扰比较敏感，因此安装还需要考虑屏蔽的问题。

1.2 热电偶与热电阻的区别

属性	热电阻	热电偶
信号的性质	电阻信号	电压信号
测量范围	低温检测	高温检测
材料	一种金属材料（温度敏感变化的金属材料）	双金属材料在（两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属的两端产生电动势差）
测量原理	电阻随温度变化的性质来测量	基于热电效应来测量温度
补偿方式	3线制和4线制接线	内部补偿和外部补偿
电缆接点要求	电阻直接接入可以更精确的避免线路的的损耗	要通过补偿导线直接接入到模板；或补偿导线接到参比接点，然后用铜制导线接到模板

表1 热电偶与热电阻的比较

2. 热电偶的类型和可用模板

2.1热电偶类型
根据使用材料的不同，分不同类型的热电偶，以分度号区分，分度号代表温度范围，且代表每种分度号的热电偶具体多少温度输出多少毫伏的电压，热电偶的分度号有主要有以下几种。

分度号	温度范围(℃)	两种金属材料
B型	0~1820	铂铑—铂铑
C型	0~2315	钨3稀土—钨26 稀土
E型	-270~1000	镍铬—铜镍
J型	-210~1200	铁—铜镍
K型	-270~1372	镍铬—镍硅
L型	-200~900	铁—铜镍
N型	-270~1300	镍铬硅—镍硅
R型	-50~1769	铂铑—铂
S型	-50~1769	铂铑—铂
T型	-270~400	铜—铜镍
U型	-270~600	铜—铜镍

 表2 分度号对照表

 

2.2可用的模板

CPU类型	模板类型	支持热电偶类型
S7-300	6ES7 331-7KF02-0AB0（8点）	E,J,K,L,N
	6ES7 331-7KB02-0AB0（2点）	E,J,K,L,N
	6ES7 331-7PF11-0AB0（8点）	B,C,E,J,K,L,N,R,S,T,U
S7-400	6ES7 431-1KF10-0AB0（8点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
	6ES7 431-7QH00-0AB0（16点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U
	6ES7 431-7KF00-0AB0（8点）	B,E,J,K,L,N,R,S,T,U

表3 S7 300/400 支持热电偶的模板及对应热电偶类型

3. 热电偶的补偿接线

3.1 补偿方式
热电偶测量温度时要求冷端的温度保持不变，这样产生的热电势大小才与测量温度呈一定的比例关系。若测量时冷端的环境温度变化，将严重影响测量的准确性，所以需要对冷端温度变化造成的影响采取一定补偿的措施。
由于热电偶的材料一般都比较贵重（特别是采用贵金属时），而测温点到控制仪表的距离都很远，为了节省热电偶材料，降低成本可以用补偿导线延伸冷端到温度比较稳定的控制室内，但补偿导线的材质要和热电偶的导线材质相同。热电偶补偿导线的作用只起延伸热电极，使热电偶的冷端移动到控制室的仪表端子上，它本身并不能消除冷端温度变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修正方法来补偿冷端温度变化造成的影响，补偿方式见下表。

温度补偿方式		说 明	接 线
内部补偿		使用模板的内部温度为参比接点进行补偿，再由模板进行处理。	直接用补偿导线连接热电偶到模拟量模板输入端。
外部补偿	补偿盒	使用补偿盒采集并补偿参比接点温度，不需要模板进行处理。	可以使用铜质导线连接参比接点和模拟量模板输入端。
	热电阻	使用热电阻采集参比接点温度，再由模板进行处理。
		如果参比接点温度恒定可以不要热电阻参考

表4 各类补偿方式

 

3.2各补偿方式接线

3.2.1内部补偿
内部补偿是在输入模板的端子上建立参比接点，所以需要将热电偶直接连接到模板的输入端，或通过补偿导线间接的连接到输入端。每个通道组必须接相同类型的热电偶，连接示意图如下。

CPU类型	支持内部补偿模板类型	可连接热电偶个数
S7-300	6ES7 331-7KF02-0AB0	最多8个（4种类型，同通道组必须相同）
	6ES7 331-7KB02-0AB0	最多2个（1种类型，同通道组必须相同）
	6ES7 331-7PF11-0AB0	最多8个（8种类型）
S7-400	6ES7 431-7KF00-0AB0	最多8个（8种类型）

表5 支持内部补偿的模板及可接热电偶个数

图2 内部补偿接线

注1：模板6ES7 331-7KF02-0AB0和6ES7 331-7KB02-0AB0需要短接补偿端COMP+(10)和Mana(11)，其它模板无。

3.2.2 外部补偿—补偿盒
补偿盒方式是通过补偿盒获取热电偶的参比接点的温度，但补偿盒必须安装在热电偶的参比接点处。
补偿盒必须单独供电，电源模块必须具有充分的噪声滤波功能，例如使用接地电缆屏蔽。
补偿盒包含一个桥接电路，固定参比接点温度标定，如果实际温度与补偿温度有偏差，桥接热敏电阻会发生变化，产生正的或者负的补偿电压叠加到测量电势差信号上，从而达到补偿调节的目的。
补偿盒采用参比接点温度为0℃的补偿盒，推荐使用西门子带集成电源装置的补偿盒，订货号如下表。

推荐使用的补偿盒		订货号
带有集成电源装置的参比端，用于导轨安装		M72166-V V V V V
辅助电源	B1	230VAC
	B2	110VAC
	B3	24VAC
	B4	24VDC
连接到热电偶	1	L型
	2	J型
	3	K型
	4	S型
	5	R型
	6	U型
	7	T型
参考温度	00	0℃

表6 西门子参比接点的补偿盒订货数据

图3 S7-300模板支持接线方式

图3 类型：热电偶通过补偿导线连接到参比接点，再用铜质导线连接参比接点和模板的输入端子构成回路，同时由一个补偿盒对模板连接的所有热电偶进行公共补偿，补偿盒的9，8端子连接到模板的补偿端COMP+(10)和Mana(11)，所以模板的所有通道必须连接同类型的热电偶。

图4 S7-400模板支持接线方式

图4 类型：模板的各个通道单独连接一个补偿盒，补偿盒通过热电偶的补偿导线直接连接到模板的输入端子构成回路，所以模板的每个通道都可以使用模板支持类型的热电偶，但是每个通道都需要补偿盒。

CPU类型	支持外部补偿盒补偿模板类型	可连接热电偶个数
S7-300	6ES7 331-7KF02-0AB0	最多8个（同类型）
	6ES7 331-7KB02-0AB0	最多2个（同类型）
S7-400	6ES7 431-1KF10-0AB0	最多8个（类型可不同）
	6ES7 431-7QH00-0AB0	最多16个（类型可不同）

表7 支持外部补偿盒补偿的模板及可接热电偶个数

 

3.2.3 外部补偿—热电阻
热电阻方式是通过外接电阻温度计获取热电偶的参比接点的温度，再由模板处理然后进行温度补偿，同样热电阻必须安装在热电偶的参比接点处。

图5 S7-300模板支持方式

图5类型：参比接点电阻温度计pt100的四根线接到模板的35，36，37，38端子，对应（M+，M-，I+，I-），可测参比接点出温度范围为-25℃到85℃，

图6 S7-400模板支持方式

图6类型：参比接点电阻温度计的四根线接到模板的通道0，占用通道。
以上这两种方式，参比接点到模板的线可以用铜质导线，由于做公共补偿，只能接同类型的热电偶。

CPU类型	支持热电阻补偿模板类型	可连接热电偶个数
S7-300	6ES7 331-7PF11-0AB0	最多8个（同类型）
S7-400	6ES7 431-1KF10-0AB0	最多6个（同类型）
	6ES7 431-7QH00-0AB0	最多14个（同类型）

表8 支持热电阻补偿的模板及可接热电偶个数

 

3.2.4外部补偿—固定温度
如果外部参比接点的温度已知且固定，可以通过选择相应的补偿方式由模板内部处理补偿，组态设置详见下章节。

CPU类型	支持固定温度补偿模板类型	可连接热电偶个数	可设定温度范围
S7-300	6ES7 331-7PF11-0AB0	最多8个（同类型）	0℃或50℃
S7-400	6ES7 431-1KF10-0AB0	最多8个（同类型）	-273.15℃~327.67℃
	6ES7 431-7QH00-0AB0	最多16个（同类型）	-273.15℃~327.67℃
	6ES7 431-7KF00-0AB0	最多8个（同类型）	-273.15℃~327.67℃

表9支持固定温度补偿的模板及可接热电偶个数

从上表可以看出，300的模板只支持参比接点的温度为0℃或50℃两种，而400的模板支持可变温度范围，且范围大。

3.2.4混合补偿—热电阻和固定温度补偿
另外，除单独补偿方式外，可以使用相同参比接点给多个模板，通过电阻温度计进行外部补偿，S7-400的模板支持这种方式，补偿示意图如下。

图7 混合外部补偿

补偿过程：如图所示，模板2和1 有公共的参比接点，模板1进行外部电阻温度计补偿方式，由CPU读取RTD的温度，然后使用系统功能SFC55(WR_PARM)将温度值写入到模板2中，模板2选择固定温度补偿的方式。
SFC55只能对模板的动态参数进行修改，模拟量输入模板的静态参数（数据记录0）和动态参数（数据记录1）的参数及数据记录1的结构如下：

参数	数据记录号	参数分配方式
		SFC55	STEP7
用于中断的目标CPU	0	否	是
测量方法	0	否	是
测量范围	0	否	是
诊断	0	否	是
温度单位	0	否	是
温度系统	0	否	是
噪声抑制	0	否	是
滤波	0	否	是
参比接点	0	否	是
周期结束中断	0	否	是
诊断中断启用	1	是	是
硬件中断启用	1	是	是
参考温度	1	是	是
上限	1	是	是
下限	1	是	是

表10 S7-400模拟量输入模板的参数

 

图8 S7-400模拟量输入模板的数据记录1的结构

 

以6ES7 431-7QH00-0AB0 模拟量输入模板为例，程序块SFC55调用：

图9 SFC55系统块调用

当M0.0上升沿使能时，将写入的参数从MB100~MB166传递到输入地址为100开始的模板，修改其数据记录1的参数，同时也将参比接点的温度也写入模板的设定位置。

参数	声明	数据类型	描述
REQ	INPUT	BOOL	REQ=1，写请求，上升沿信号。
IOID	INPUT	BYTE	地址区域的标识号：外设输入=B#16#54；                                     外设输出=B#16#55； 外设输入/输出混合，如果地址相同，指定为B#16#54，不同则指定最低地址的区域ID。
LADDR	INPUT	WORD	模板的逻辑地址（初始地址），如果混合模板，指定两个地址中的较低的一个。
RECNUM	INPUT	BYTE	数据记录号，参考模板数据手册。
RECORD	INPUT	ANY	需要传送的数据记录存放区。
RET_VAL	OUTPUT	INT	故障代码。
BUSY	OUTPUT	BOOL	BUSY=1，写操作未完成。

表11 各参数的说明

4. 热电偶的信号处理方式

4.1 硬件组态设置
首先要在硬件组态选择与外部补偿接线一致的measuring type（测量类型），measuring range（测量范围），reference junction（参比接点类型）和reference temperature（参比接点温度）的参数，如下各图所示。

图10 S7-300模板测量方式示意图

 

图11 S7-300模板测量范围示意图

对于S7-300的模板，组态如图10和11所示，只需要选择测量类型和测量范围（分度类型），补偿方式包含在测量类型中。比如： 参比接点固定温度补偿方式，测量类型选择 TC-L00C（参比接点温度固定为0℃） 或 TC-L50C（参比接点温度固定为50℃），再选择分度类型，组态就完成。

图12 S7-400模板组态图1

图13 S7-400模板组态图2

对于S7-400的模板，组态如图12和13所示，测量类型中选择TC-L方式，测量范围中选择与实际热电偶类型一致的分度号，参比接点的选择。比如：参比接点固定温度的方式，测量类型和测量范围选择完后，在参比接点选择ref.temp（参考温度），然后在reference temperature框（参考温度）内填写参比接点的固定，组态就完成，或者是共享补偿方式，可以用SFC55动态传输温度参数。

400模板组态中Reference junction 参数	说 明
none	无补偿
internet	模板内部补偿
Ref. temp	参比接点温度固定已知补偿

表12 参比接点参数说明

4.2 测量方式和转换处理

CPU类型	测量方法	说 明
300CPU	TC-I	内部补偿
	TC-E	外部补偿
	TC-IL	线性，内部补偿
	TC-EL	线性，外部补偿
	TC-L00C	线性，参比接点温度保持在0°C
	TC-L50C	线性，参比接点温度保持在50°C
	400CPU	TC-L 线性

表13 测量方式各参数的说明及处理